Ćwiczenie nr M5

Temat: Badanie drgań tłumionych wahadła torsyjnego - współczynnik tłumienia

1. Cel ćwiczenia:

• poznanie ruchu harmonicznego i jego podstawowych praw,

• zbadanie drgań tłumionych wahadła torsyjnego.

2. Zagadnienia do opracowania:

• wahadło matematyczne i fizyczne a torsyjne,

• ruch harmoniczny i drgania harmoniczne proste ,

• energia mechaniczna w prostym ruchu harmonicznym,

• pojęcie bryły sztywnej,

• moment bezwładności,

• ruch obrotowy a postępowy,

• wyjaśnić twierdzenie Steinera:

.

3. Przyrządy pomiarowe, opis i schematy aparatury

• wahadło torsyjne,

• stoper,

• wybrana ciecz.

4. Przebieg pomiarów

1. Badanie drgań wahadła torsyjnego w powietrzu

1. Włączyć zasilacz.

2. Obrócić walec w taki sposób, aby wychylenie plamki świetlnej nie przekroczyło zakresu skali.

3. Odczytać wychylenie plamki dla kolejnych 15 okresów z prawej strony
   i z lewej strony
   .

4. Znaleźć kolejne amplitudy
   

5. Zmierzyć czas
   okresów

6. Wyniki zapisać w tabeli 1i 2.

1. Badanie drgań wahadła torsyjnego w cieczy

1. Wlać do naczynia ciecz wskazaną przez prowadzącego zajęcia i zanurzyć w niej metalowy walec.

2. Wykonać pomiary wg punku A

5. Tabele pomiarowe i obliczenia

Lp.
1
2
…

Sposób tłumienia
Powietrze
Ciecz

Obliczyć:

• wykreślić zależność amplitudy
  od czasu
  dal powietrza i cieczy,

• obliczyć współczynnik tłumienia ze wzoru
  .

6. Analiza niepewności pomiarowych

• przyjąć właściwe dokładności pomiarów
  i
  ,

• obliczyć metodą różniczki zupełnej błąd bezwzględny
  i względny
  współczynnika tłumienia.

7. Wnioski i spostrzeżenia

• zapis wyników z błędem wraz z jednostkami w układzie SI,

• Porównanie otrzymanych wielkości fizycznych z tablicowymi,

• dyskusja popełnionych błędów systematycznych i przypadkowych,

• propozycje poprawy dokładności pomiarów.

8. Literatura

H. Szydłowski, “Pracownia fizyczna wspomagana komputerem”, PWN, Warszawa 2003, wyd.X zmienione.

W. Wegner „Ćwiczenia laboratoryjne fizyka” Akademia Bydgoska 2001.

T. Dryński, “Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, PWN, Warszawa 1976, wyd.5.

A.Bielski, R.Ciuryło, “Podstawy metod opracowania pomiarów”, Wydawnictwo UMK, wyd.II, Toruń 2001

MECHANIKA

1

Opracował: mgr Adam Szulc